C200125480單級(jí)雙吸中開(kāi)式離心泵設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、1 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué)學(xué) 院：院： 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院 專(zhuān)專(zhuān)業(yè)業(yè)年年級(jí)級(jí)： 2009 級(jí)熱能與動(dòng)力工程 學(xué)學(xué)生生姓姓名名 : 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào): 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(論文論文)題目題目： c200-125-480 單級(jí)雙吸中開(kāi)式離心泵設(shè)計(jì) 起起 迄迄 日日 期期: 指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師: 教教研研室室負(fù)負(fù)責(zé)責(zé) 人人: 日期: 2013 年 2 月 23 日 2 摘摘 要要 本設(shè)計(jì)是根據(jù)給定設(shè)計(jì)參數(shù)完成 nsc125-200-480 雙吸離心泵水力 及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括葉輪、蝸殼、吸水室的水力設(shè)計(jì)和泵的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)。確定出葉輪的幾何參數(shù)，繪制并檢查葉輪軸面投影圖，采用方格 網(wǎng)保角變換法完成扭曲

2、形葉片繪型。利用數(shù)字積分法，根據(jù)蝸殼內(nèi)速 度矩守恒，確定出蝸殼八個(gè)斷面參數(shù)，并進(jìn)行繪型。同樣對(duì)吸水室進(jìn) 行水力設(shè)計(jì)計(jì)算并繪型。最后對(duì)雙吸泵進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制了裝配圖 和部分零件圖，并對(duì)軸進(jìn)行了強(qiáng)度校核計(jì)算。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：雙吸泵、葉輪、蝸殼、水力設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) abstract according to the design parameters at the given point, this paper accomplished the design of the double-suction pump. it mainly contained the hydraulic design o

3、f the impeller ,volute casing and structural of pump,structural design of the pump. based on the resolution method of design of the pump, author obtained the geometric parameters of the impeller. then author projected and checked the cross-section of impeller, drew the cylindrical blade using method

4、s of grid square conformal transformation. on the basis of constant velocity moment, author calculated parameters of cross-section of volute using digital integral method. author also drew the spiral curve and diffuser of volute casing. finally, the structural of the double-suction pump was designed

5、 and assembly drawing component graphics were drew. in addition, this program has been checked strength of the pump shaft. 【key words】：double-suction pumps；impeller；volute casing；hydraulic design；structural design title: nsc200-125-480 level in the open double suction pump 3 目目 錄錄 摘摘 要要.2 2 1 1 引言引言

6、.5 5 2 2 泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要說(shuō)明泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要說(shuō)明.5 5 3 3 泵的水力設(shè)計(jì)泵的水力設(shè)計(jì).5 5 3.1 結(jié)構(gòu)方案選擇 .5 3.2 估算泵的效率 .7 3.3 泵的理論揚(yáng)程和流量為 .8 3.4 功率的計(jì)算 .8 3.5 聯(lián)軸器處軸頸的初步確定及軸結(jié)構(gòu)的草圖繪制 .9 4 4 葉輪主要尺寸的確定葉輪主要尺寸的確定 （ 相似換算法）相似換算法） .1111 4.1 按設(shè)計(jì)泵的參數(shù)要求計(jì)算比轉(zhuǎn).11 s n 4.2 選擇模式泵 .11 4.3 求尺寸系數(shù) .11 4.3 計(jì)算設(shè)計(jì)泵的尺寸 .12 4.4 計(jì)算設(shè)計(jì)泵的性能曲線 .12 4.5 相似換算的效率修正 .12 4.6 相似換算的模型修改

7、 .12 4.7 壓水室的設(shè)計(jì) .13 4.8 吸水室設(shè)計(jì) .14 5 5 泵的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)泵的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).1616 5.1 技術(shù)設(shè)計(jì)總圖初定 .16 5.2 泵軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .16 5.3 裝配圖輪廓尺寸的的初定 .16 5.4 主要零件的選擇 .16 6 6 泵的強(qiáng)度計(jì)算泵的強(qiáng)度計(jì)算.1717 6.1 軸的強(qiáng)度計(jì)算（強(qiáng)度、剛度以及臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算） .17 6.2 殼體的強(qiáng)度計(jì)算（泵體和泵蓋的璧厚計(jì)算） .18 6.3 葉輪的強(qiáng)度計(jì)算 .22 6.4 泵蓋連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算 .24 4 6.5 聯(lián)軸器的強(qiáng)度計(jì)算 .25 6.6 葉輪處鍵的強(qiáng)度計(jì)算 .25 6.7 軸承的強(qiáng)度計(jì)算（壽命計(jì)算）

8、 .26 結(jié)結(jié) 論論.2727 致致 謝謝.2828 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).2929 5 1 1 引言引言 中開(kāi)泵主要適用于自來(lái)水廠、建筑供水、灌溉、排水泵站、電站、工業(yè)供 水系統(tǒng)等輸送液體的場(chǎng)合，具有性能穩(wěn)定、高效節(jié)能、應(yīng)用范圍廣、效率高、 流量大、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。所以對(duì)于中開(kāi)泵再設(shè)計(jì)上創(chuàng)新具有不可估量的意義。 本課題的任務(wù)是泵性能設(shè)計(jì)（水力流道尺寸設(shè)計(jì)） 、泵殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算、 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算、軸承部件的設(shè)計(jì)（軸承選用、潤(rùn)滑方式的確定、軸承 壽命計(jì)算） 、軸密封裝置的設(shè)計(jì)、泵和原動(dòng)機(jī)的聯(lián)接方式及聯(lián)接設(shè)備的選用、聯(lián) 接件（如鍵、螺紋等）的強(qiáng)度計(jì)算等等。 2 2 泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要說(shuō)明泵

9、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要說(shuō)明 中開(kāi)泵（中開(kāi)式循環(huán)）又稱(chēng)之為單級(jí)雙吸式離心泵，其結(jié)構(gòu)的確定即：是 懸臂還是雙支承式的；是分段的還是水平中開(kāi)的。根據(jù)公司要求，本設(shè)計(jì)采用 單級(jí)雙吸水平中開(kāi)結(jié)構(gòu)，半螺旋型吸水室，螺旋型壓水室。 3 3 泵的水力設(shè)計(jì)泵的水力設(shè)計(jì) 3.13.1 結(jié)構(gòu)方案選擇結(jié)構(gòu)方案選擇 （1） 水平中開(kāi)雙吸泵設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)與泵用聯(lián)軸器相連。 （2） 確定泵比轉(zhuǎn)速，確定泵的水力方案 在確定比轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)該考慮下列因素： 1=120210 的區(qū)間，泵的效率最高， 2) 采用單吸式過(guò)大時(shí)，可考慮采用雙吸式；反之，采用雙吸式過(guò)小時(shí)， 應(yīng)改用單吸式。 3) 泵特性曲線也和大小有關(guān)。 4) 比轉(zhuǎn)速和泵的級(jí)數(shù)有關(guān)，級(jí)數(shù)越

10、多，臥式泵一般不超過(guò)十級(jí)， 立式深井泵和潛水泵級(jí)數(shù)多達(dá)幾十級(jí)。 6 5) 比轉(zhuǎn)速一般按下列公式計(jì)算 h qn ns 65 . 3 3 4 0.09 3.65 1450 2 n45 76.8 s （3）泵的進(jìn)口直徑 d 及速度 泵吸入口徑。泵吸入口直徑由合理流速確定。泵吸入口流速一般為 3m/s 左 右，但從制造方法考慮，大型泵的流速取大一些，以減少泵的體積，提高過(guò)流 能力；但為了提高泵的抗汽蝕性能，應(yīng)減少吸入流速。 泵排出口徑。對(duì)于低揚(yáng)程泵，可取與吸入口徑相同，而對(duì)于高揚(yáng)程泵，為 減少泵的體積和排出口直徑，可使排出口徑小于吸入口徑，一般取 (0.7 1) ts dd 式中： 泵排出口直徑； t

11、 d 泵吸入口直徑； s d 泵吸入口徑和流速、流量的關(guān)系如下表 3.1. 表 3.1 泵吸入口徑和流速、流量的關(guān)系 吸入口進(jìn)mm 40506580100150200250300400 1 m s流速1.3751.772.12.763.532.832.652.83單 級(jí) 泵 3 1 mh流量6.2512.52550100180300500 1 m s流速1.3751.772.12.22.32.442.482.542.843.42多 級(jí) 泵 31 mh流量6.2512.52546851552804507201500 進(jìn)口直徑按下列公式確定。 s s c q d 4 7 取 求得 smcs/7 .

12、 2 smds/206 . 0 7 . 214 . 3 09 . 0 4 最終確定的泵的吸入口和排出口直徑，應(yīng)該符合標(biāo)準(zhǔn)直徑。根據(jù)本次設(shè)計(jì)給定 泵的型號(hào),取200mm s d 泵出口直徑 (0.71.0)0.8160 tss dddmm 根據(jù)用戶(hù)要求取125 t dmm 泵進(jìn)口速度 22 44 2.87(/ ) 0.23600 s s q vm s d 泵出口速度 22 44 324 7.34(/ ) 0.1253600 t t q vm s d 3.23.2 估算泵的效率估算泵的效率 （1）水力效率 水力效率按下列公式計(jì)算 3 lg08351. 01 n q h 3 0.09 1 0.083

13、5lg0.883 1450 （2）容積效率 容積效率按下列公式計(jì)算 3 2 68 . 0 1 1 s v n 2 3 1 0.949 1 0.68 45 v 8 （3）機(jī)械效率 6 7 100 1 07 . 0 1 s m n 7 6 1 1 0.070.844 45 100 m （4）泵的總效率 = mvh 0.883 0.949 0.8440.707 3.33.3 泵的理論揚(yáng)程和流量為泵的理論揚(yáng)程和流量為 76.8 87.0 0.8830.883 t h hm 3 324 341.4/ 0.9490.949 t q qmh 3.43.4 功率的計(jì)算功率的計(jì)算 （1） 泵的功率： 9.8 1

14、000 0.09 76.8 96 10001000 0.707 gqh pkw （2） 原動(dòng)機(jī)功率： p k p t g 式中 k-余量系數(shù)，可按表 1 選擇； -傳動(dòng)效率，可按表 2 選擇。 表 3.2 離心泵功率余量系數(shù) k 泵的功率 p/w電動(dòng)機(jī) k汽輪機(jī) k p15 1.251.1 9 1555 1.151.1 p 1.101.1 表 3.3 泵傳動(dòng)裝置效率 傳動(dòng)方式直聯(lián)傳動(dòng)平皮帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)三角皮帶傳動(dòng) 1.00.950.90.970.70.90.92 1.1 96106 1 g t k ppkw 取 110kw 選取電動(dòng)機(jī) g p 根據(jù)電機(jī)資料選取 y 系列（ip44）三相

15、異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 y315s-4，功率 110kw 同步轉(zhuǎn)速為 1480r/min。 3.53.5 聯(lián)軸器處軸頸的初步確定及軸結(jié)構(gòu)的草圖繪制聯(lián)軸器處軸頸的初步確定及軸結(jié)構(gòu)的草圖繪制 （1）扭矩的計(jì)算 。 110 95509550724.48/ 1450 g n p mn m n （2）軸徑和輪轂直徑 泵的直徑應(yīng)按其承受的外載荷和剛度及臨界轉(zhuǎn)速條件確定。因?yàn)檗D(zhuǎn)矩是泵軸 最主要的載荷，所以在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，可按轉(zhuǎn)矩確定泵的最小直徑。同時(shí)應(yīng)根據(jù) 所設(shè)計(jì)泵的具體情況，考慮影響剛度和臨界轉(zhuǎn)速的大概因素，可對(duì)初算的軸徑 做適當(dāng)?shù)男薷?，并圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑。待泵轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)完成后，再對(duì)軸的強(qiáng)度、剛 度和臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行詳細(xì)

16、的校核。按扭矩計(jì)算泵軸直徑的公式為 3 2 . 0 d n m _材料的許用切應(yīng)力，由表 3 查取。其值的大小決定軸的粗細(xì)，軸細(xì)可以節(jié) 10 省材料，提高葉輪水力和氣蝕性能；軸粗能增強(qiáng)泵的剛度，提高運(yùn)行可靠性。 表 3 .4 泵軸常用材料的許用切應(yīng)力 材料熱處理要求 /m 用途 35正火處理34.344.1一般單級(jí)泵 45調(diào)質(zhì)處理 hb=24128644.153.9一般單級(jí)泵 40 調(diào)質(zhì)處理 hb=24130263.773.5大功率高壓泵 313 調(diào)質(zhì)處理 hb=26928653.968.7耐腐蝕泵 35 調(diào)質(zhì)處理 hb=24128568.778.5高溫泵 3 3 6 724.48 43.2

17、0.20.2 45 10 n m dmm d 取標(biāo)準(zhǔn)直徑等于 45mm 圖 1 軸草圖 （4）軸封結(jié)構(gòu)的選擇 在泵軸伸出泵體處，旋轉(zhuǎn)的泵軸和固定的泵體之間有軸封機(jī)構(gòu)。離心泵的 軸封機(jī)構(gòu)有兩個(gè)作用：減少有壓力的液體流出泵外和防止空氣進(jìn)入泵內(nèi)。離心 泵中常用的軸封機(jī)構(gòu)有四種結(jié)構(gòu)型式：有骨架的橡膠密封、填料密封、機(jī)械密 封和浮動(dòng)環(huán)密封，本設(shè)計(jì)采用填料密封。 （5）軸承的選擇 軸承分為兩大類(lèi)：滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承。水平中開(kāi)雙吸離心泵的軸向力幾 乎為零，故選用滑動(dòng)軸承。 （6）聯(lián)軸器的選擇 泵常用的聯(lián)軸器有兩種：爪型彈性聯(lián)軸器、柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。本設(shè)計(jì)采用爪型 彈性聯(lián)軸器，它的優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便

18、于加工制造、安裝方 11 便。 4 4 葉輪主要尺寸的確定葉輪主要尺寸的確定 （ 相似換算法）相似換算法） 4.14.1 按設(shè)計(jì)泵的參數(shù)要求計(jì)算比轉(zhuǎn)按設(shè)計(jì)泵的參數(shù)要求計(jì)算比轉(zhuǎn) s n 前面已經(jīng)算出=45 s n 4.24.2 選擇模式泵選擇模式泵 對(duì)模式泵的要求是： 1)模型泵的與設(shè)計(jì)泵的相等或相近。 s n s n 2)模型泵性能優(yōu)良，特性曲線形狀符合設(shè)計(jì)泵要求。 3)模型泵技術(shù)資料齊全可靠。 4)為了不失去相似性，希望實(shí)行泵和模型泵的雷諾數(shù)之比 =1.01.5 的范圍內(nèi)。 22 / eem d rr 4.34.3 求尺寸系數(shù)求尺寸系數(shù) 由相似定律，假定模型泵和實(shí)行泵的容積效率、水力效率相等

19、則由 以下公式可以計(jì)算尺寸系數(shù)和。 q h 3 m q mm m h mm qnd dq n ndh dnh 這里一直模型泵流量 q=1300，揚(yáng)程 h=180m,n=1450, ， 3 /mh 1 254dmm 且符合相似換算條件。 2 765dmm 所以 3 3 324 1450 0.607 1300 1450 m q m qn q n 76.8 0.653 180 m h m nh nh 12 4.34.3 計(jì)算設(shè)計(jì)泵的尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)泵的尺寸 把模型泵過(guò)流部分的各尺寸乘以尺寸系數(shù)較大者或平均值或平均 hq 、 值，就可以得到設(shè)計(jì)泵的過(guò)流部分的相應(yīng)尺寸，設(shè)計(jì)泵的葉片角等于模 型泵的相應(yīng)角度，

20、即 m m dd 葉片厚度也可以按照上式計(jì)算，有時(shí)可能太大、有時(shí)可能太小，此時(shí)可 以根據(jù)工藝、強(qiáng)度等條件確定。計(jì)算、確定出設(shè)計(jì)泵的各幾何尺寸后， 即可繪制出設(shè)計(jì)泵的過(guò)流部分圖紙。 在這里取=0.650 則 mmdd m 1 . 155 6 . 23865 . 0 11 mmd m 4 .47565 . 0 8 . 730d 22 mmbb m 6 . 13 9 . 2065 . 0 22 4.44.4 計(jì)算設(shè)計(jì)泵的性能曲線計(jì)算設(shè)計(jì)泵的性能曲線 在模型泵性能曲線取上若干個(gè)點(diǎn)，按相似理論換算成設(shè)計(jì)泵的相應(yīng)點(diǎn)的 參數(shù)，繪制相應(yīng)的性能曲線。 4.54.5 相似換算的效率修正相似換算的效率修正 在相似設(shè)

21、計(jì)中一般認(rèn)為模型泵和實(shí)型泵的效率相等，實(shí)際上由于大尺寸 和小尺寸泵的流道相對(duì)粗糙度、相對(duì)間隙和葉片相對(duì)厚度等不同，水利 效率、容積效率比小泵高、機(jī)械效率也稍高些。所以當(dāng)相似泵的尺寸相 差較大時(shí)，應(yīng)考慮尺寸效應(yīng)的修正。 4.64.6 相似換算的模型修改相似換算的模型修改 如現(xiàn)有的模型泵與設(shè)計(jì)泵的不同，相差不是很多時(shí)，可以對(duì)模型泵加 s n 以修正，從而改變模型泵的性能參數(shù)，使模型泵的與設(shè)計(jì)泵的相等， s n s n 然后按修改的模型泵尺寸和性能進(jìn)行進(jìn)行相似換算。 13 4.4.7 7 壓水室的設(shè)計(jì)壓水室的設(shè)計(jì) 壓水室的作用是以最小的損失將從葉輪中流出的高速液體收集起來(lái)，引向 次級(jí)葉輪或引向吐出口

22、，同時(shí)還將液體的一部分動(dòng)能變?yōu)閴耗堋?螺旋形渦室的計(jì)算步驟 1）基圓 基圓 可按下式計(jì)算： 23 08 . 1 03 . 1 dd 2 . 4844 .47501 . 1 3 2）渦室進(jìn)口寬度 mm105( 23 ） bb mmbb 8 . 567 8 . 498 23 3）渦室隔舌安放角 406080130180220280360 4）渦室斷面面積的計(jì)算 ghkv v 2 33 smv/ 5 . 16 8 . 768 . 925 . 0 3 其中. 5 . 0 3取 v 可按下式計(jì)算渦室最大斷面面積（即第八斷面） 2 38 0060 . 0 5 . 16/09 . 0 /qfmv 由于液體是

23、從葉輪均勻流出的，故渦室各斷面面積也均勻變化，可按下式分 別計(jì)算各斷面的面積： 14 2 87 0053 . 0 0060 . 0 8 7 f 8 7 fm 2 1 2 2 3 2 4 2 5 2 6 m0008 . 0 0060 . 0 8 1 f m0015 . 0 0060 . 0 8 2 f2 m0024 . 0 0060 . 0 8 3 f m0030 . 0 0060 . 0 8 4 f m0037 . 0 0060 . 0 8 5 f m0044 . 0 0060 . 0 8 6 f 5）擴(kuò)散管 液體離開(kāi)渦室后進(jìn)入擴(kuò)散管，在擴(kuò)散管中，一部分動(dòng)能變?yōu)閴耗堋U(kuò)散管 末端為泵的出口，一

24、般與吐出管路相連接。為了盡量減少在擴(kuò)散時(shí)的水力損失， 擴(kuò)散管的角度一般取 610 度。 4.84.8 吸水室設(shè)計(jì)吸水室設(shè)計(jì) 吸水室的作用是將吸入管路中得液體以最小的損失均勻地引向葉輪。 本設(shè)計(jì)離心泵的吸水室采用半螺旋形吸水室，半螺旋形吸水室的優(yōu)點(diǎn)是液體進(jìn) 入葉輪時(shí)流動(dòng)情況比較好，速度比較均勻，但液體進(jìn)入葉輪前已有預(yù)旋，多少 要降低離心泵的揚(yáng)程，對(duì)比轉(zhuǎn)速較小的泵的影響不太明顯，對(duì)比轉(zhuǎn)速較大的泵 的影響就很顯著。 （1） 確定吸入口徑 s d （2） 確定 08 斷面的液體平均流速，該流速按下列公式計(jì)算 0 85. 07 . 0vv smv/12. 265 . 2 8 . 0 葉輪進(jìn)口流速。 0

25、v （3） 確定 08 斷面面積 15 （4） 對(duì)雙吸泵為： 2 8 m0106 . 0 12 . 2 4 09 . 0 v4 q f （5） 依次確定各斷面面積，各斷面面積為： 2 81 2 82 2 83 2 84 2 85 2 86 2 87 0014 . 0 0106 . 0 8 1 f 8 1 f 0027. 00106 . 0 8 2 f 8 2 f 0040. 00106 . 0 8 3 f 8 3 f 0053. 00106 . 0 8 4 f 8 4 f 0066. 00106 . 0 8 5 f 8 5 f 0080 . 0 0106 . 0 8 6 f 8 6 f 009

26、3. 00106 . 0 8 7 f 8 7 f m m m m m m m 16 5 5 泵的整體結(jié)構(gòu)設(shè)泵的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì) 5.15.1 技術(shù)設(shè)計(jì)總圖初定技術(shù)設(shè)計(jì)總圖初定 在水力設(shè)計(jì)完成之后（包括吸水室，壓水室等有關(guān)尺寸有相關(guān)尺寸需要與 裝配圖配合起來(lái)設(shè)計(jì)之外）,應(yīng)該進(jìn)行裝配圖的總體設(shè)計(jì)，包括泵的布置形式， 零件結(jié)構(gòu)，零件型號(hào)選擇等，比較立式，臥式兩種布置形式的泵體結(jié)構(gòu)，為了 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于機(jī)組的拆裝，檢修，采用臥式布置。 5.25.2 泵軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)泵軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)泵的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該首先考慮泵軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于泵軸上所裝零件 的不同就決定了泵軸的不同的軸頸系列，同時(shí)考慮到槽倒圓，倒角等

27、。同時(shí)， 軸的軸向尺寸是由零件裝配尺寸，以及零部件之間所需間隙尺寸所決定的。因 此泵軸的設(shè)計(jì)只能是先確定軸的徑向尺寸。 5.35.3 裝配圖輪廓尺寸的的初定裝配圖輪廓尺寸的的初定 裝配圖的大體輪廓，需要定出輪廓線，葉輪中心線，葉輪流道，壓水室斷 面，吸水室斷面，加上泵體壁厚，葉輪蓋板的厚度。 具體尺寸參數(shù)見(jiàn)總裝圖。 5.45.4 主要零件的選擇主要零件的選擇 對(duì)照設(shè)計(jì)裝配圖，選擇一些主要零件如下所示，但是選擇的零件主要針對(duì) 標(biāo)準(zhǔn)件，及重要非標(biāo)準(zhǔn)件，其余零件可參照總裝圖： 1）根據(jù)泵體及葉輪木模圖進(jìn)行總裝方案設(shè)計(jì)畫(huà)總裝圖（確定各零件的相 對(duì)位置、殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸密封裝置尺寸確定、軸承

28、體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 等） 。在總裝方案設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算，并隨時(shí)對(duì)方案進(jìn)行適當(dāng)修改。 2）由總裝圖拆畫(huà)零件圖，畫(huà)零件圖時(shí)，要注意結(jié)構(gòu)的合理性及工藝性； 3）編制零件明細(xì)表及圖樣目錄。 17 6 6 泵的強(qiáng)度計(jì)算泵的強(qiáng)度計(jì)算 6.1 軸的強(qiáng)度計(jì)算（強(qiáng)度、剛度以及臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算）軸的強(qiáng)度計(jì)算（強(qiáng)度、剛度以及臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算） （1）計(jì)算作用在軸上的載荷 總的軸向力為 0，或假設(shè)全部由軸承承擔(dān)。 總的扭矩 。mn/48.724mn 載荷n1300f （2）作彎矩圖 由彎矩圖求得知反力n220r,540r,n540r cba n 由彎矩圖判斷第一斷面為可能的危險(xiǎn)斷面，分別計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力 ，a=1300n

29、，。mn143mmn 8 . 724mn 35 2 3 2 3 n 35 2 3 2 3 100 . 3 050 . 0 2 005 . 0 050 . 0 012. 0005 . 0 16 14 . 3 050 . 0 216 d w 1051. 1 050 . 0 2 005 . 0 050 . 0 012 . 0 005 . 0 32 14 . 3 050 . 0 232 d w m d tdbt m d tdbt 22 22 1090 . 1 012 . 0 005. 0 4 14 . 3 050 . 0 4 d fmbt 18 。需要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，所以不 ，材料為 1

30、716.17 9 . 42 736 736cr40 9 .42 1 . 243)5 . 047 . 9 (3)( 5 . 0 109 . 1 1030 1 . 24 100 . 3 4 . 724 47 . 9 1051 . 1 143 s 2222 2 5 5 w d s bwd b n n n mpa mpa mpa f a mpa w m mpa w m （3）估算臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .1.8 5.7k ,g )m )mm min/r4960 53.08.9/720 53.0 45 1.8 8.9/ )( 22 等直徑取，對(duì)于沿著長(zhǎng)度近似為 取中間向兩端不斷減小的為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)軸徑由 ）單位

31、（為轉(zhuǎn)子的總重量 位（為兩軸承間的距離，單 為最大軸徑，單位（其中 ）（ n l d lg l d knc 6.26.2 殼體的強(qiáng)度計(jì)算（泵體和泵蓋的璧厚計(jì)算殼體的強(qiáng)度計(jì)算（泵體和泵蓋的璧厚計(jì)算） （1）殼體璧厚 因渦殼幾何形狀復(fù)雜，且受力不均勻，故難以精確計(jì)算?？梢杂脕?lái)估算壁 厚 10 ss d h h q 式中 h-泵揚(yáng)程 q-泵流量 -許用應(yīng)力，m,鑄鐵：=9.814.7 m，鑄鋼：=19.624.5 m; -當(dāng)量壁厚，按下列公式計(jì)算; d s 2 . 70084 . 0 1545 s s d n n s 19 mm 9 . 412 . 7450084 . 0 45 1545 sd 代入

32、數(shù)據(jù) h=76.8m，q=324，n=1450，=45，材料為鑄鐵 s n s=41.9mm15 1410 8 . 76 8 .76 09. 0 （2）強(qiáng)度的校核 用魯吉斯方法進(jìn)行強(qiáng)度校核。本方法假定最大應(yīng)力發(fā)生在尺寸最大的軸面 內(nèi)，角度為處 3 2 2 2 225. 1 k m 2 112 4 2 k 0 0 0 , r r r 在截面的軸面應(yīng)力 pu111 3 2 1 3 3 1 52. 1 5 . 1 41 . 0 61 . 0 p p p p =0.015m, 材料為鑄鐵 m045 . 0 r0m242 . 0 r0 20 185 . 0 243 . 0 045 . 0 r 0 0 r

33、 25 . 2 020 . 0 045 . 0 0 r k 2 112 4 2 k 08386. 0 2 25 . 2 185 . 0 22. 0112k 42 ） （ 3 2 1 3 3 1 52. 1 5 . 1 41 . 0 61 . 0 p p p p pam6 . 7)185. 05 . 1 25 . 2 185 . 0 41 . 0 25 . 2 185 . 0 61 . 0 ( 185. 0 25 . 2 49. 0 3 3 p1 pa 3 . 27 185. 0 25 . 2 185. 0 25 . 2 49 . 0 52 . 1 3 2 u1 m 圓周應(yīng)力 pu222 3 3

34、 2 41 . 0 237 . 0 p p mpa9 . 5 25. 2185 . 0 41 . 0 185 . 0 25 . 2 237. 0 185 . 0 25 . 2 49 . 0 3 3 p2 3 12 625 . 0 p uu mpa6 . 425. 2185 . 0 185. 0 25. 2 49. 0625 . 0 3 . 2727 . 0 3 u2 mpa mpa pu pu 5 .106 . 49 . 5 9 . 306 . 7 3 . 27 222 111 徑向應(yīng)力mpap49 . 0 3 對(duì)于脆性材料 21 4k mpa mpa 0 . 3149. 025 . 0 9

35、.30 bd bp bd bp 31d d s mpa 數(shù)對(duì)于脆性材料的安全系 為抗壓強(qiáng)度極限， 為抗拉強(qiáng)度極限，這里， 其中 查表mpa b 2 . 245 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求41 . 8 1 .30 2 .245 k d s 22 6.36.3 葉輪的強(qiáng)度計(jì)算葉輪的強(qiáng)度計(jì)算 （1）蓋板強(qiáng)度計(jì)算 蓋板的應(yīng)力主要由離心力造成的，半徑越小的地方，應(yīng)力越大。在和 處的應(yīng)力近似用下式計(jì)算 2 2 825 . 0 p 按等強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)蓋板，蓋板處任意直徑處的壁厚按下式計(jì)算 42 22 2 2 2 x x dd e 式中 -材料的密度 【】-許用應(yīng)力，對(duì)鋼【】=，對(duì)鑄鐵【】= 43 s 65 b -材料的屈服

36、極限、拉伸強(qiáng)度。 bs 、 葉輪，m475 . 0 d2 材料 zg1cr13，mpa s 392rad/s151 mm5 . 4718 . 2 005. 0 4 16 . 0 31 . 0 980660002 1517800 x 222 （2）葉片厚度的計(jì)算 根據(jù)葉片工作面和背面的壓力差，可近似得出下面計(jì)算葉片厚度的公式 23 )( 2 mm z h ads 式中 h-單級(jí)揚(yáng)程，m； z-葉片數(shù)； -葉輪外徑，m； 2 d a- 系數(shù)，與比轉(zhuǎn)速和材料有關(guān)。 葉輪，葉輪選擇鋼mhz 8 . 76, 6,45nm,475. 0d s2 mm2 . 5 6 8 . 76 475. 031. 0s

37、材料 ns 4060708090130190280 鑄鐵3.23.53.84.04.56710 鋼33.23.33.43.5568 (3) 輪轂強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)一般離心泵，葉輪和軸是動(dòng)配合。大型鍋爐給水泵和熱油泵等產(chǎn)品，葉 輪和軸是靜配合。為了使輪轂和軸的配合不松動(dòng)，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由離心力產(chǎn)生的變 形應(yīng)小于軸和葉輪配合的最小過(guò)盈量。在葉輪輪轂處由離心力所引起的應(yīng)力可 近似按公式（9-1）計(jì)算，由此應(yīng)力所引起的變形為： c d e d (9-3) 式中 e彈性模量（mpa） ；（鑄鐵 e=1.2105；鑄鋼 e=2105；銅 e=1.1105） dc葉輪輪轂平均直徑（mm） ； d由離心力引起的葉輪輪轂直

38、徑的變形（mm） 。 d 應(yīng)小于葉輪和軸配合的最小過(guò)盈量min，即 dmin 計(jì)算圓周應(yīng)力 mpa27. 3 60 1450 27 . 0 14 . 3 780010 26 2 2 ）（ 24 mmd e d c 0036. 05 .19 1075 . 1 27 . 3 5 由公差配合表查的的最小過(guò)盈量為0.016mm,這里，所以軸和6h50mind 葉輪不會(huì)松動(dòng)。 6.46.4 泵蓋連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算泵蓋連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算 校核泵后蓋的連接螺栓的強(qiáng)度。已知 p=4900k，=0.080m， =0.0741m， 0 d m d =0.0728m，s=0.003m，z=6， ，材料為 q235-

39、a，墊 1 dmpampa sb 215,500 片 d=0.5475m,b=13mm，h=0.015m，材料為 q235-a，=196.1 m， s 【】=588.4 m. j （1）計(jì)算密封力 =mp=2.77.9= 21.33m mb0114 . 0 0013 . 0 16. 316 . 3 b2 nbd 66 2222 102 . 70114 . 0 14. 39457 . 0 1033.21pp （2）計(jì)算螺栓預(yù)緊力和總作用力 knp11284900)08 . 0 5457 . 0 ( 4 22 取 x=0.15，k=1.4 kn 4 . 24801128 4 . 1352p kn

40、4 . 13522 . 715 . 0 111284 . 1p 1 0 （3）強(qiáng)度校核 在裝配條件下： 扳手力矩 )mn37029 4 5475 . 0 13524002 . 0 d pkm 0 （ 、 z 拉應(yīng)力 m350.99 14. 30728. 06 42480 2 1 扭矩 )mn(1117)2 . 0 0741 . 0 003. 0 ( 2 0741 . 0 1352400 6 1 mn 切應(yīng)力 )k13726 0741. 02 . 0 1117 3 pa（ 折算應(yīng)力 )(10215413726399350 22 d kpa 25 35 . 17 . 7 102154 784532

41、 n d s 在工作條件下： 拉應(yīng)力 )k96153 074. 014 . 3 6 42480 2 1 pa（ 安全系數(shù) n=45 . 12 . 5 96153 500000 n （4）校核墊片擠壓強(qiáng)度 )(27925 015 . 0 14. 35474 . 0 720 j kpa mpa jj 4 . 588 6.56.5 聯(lián)軸器的強(qiáng)度計(jì)算聯(lián)軸器的強(qiáng)度計(jì)算 聯(lián)軸器取彈性柱銷(xiāo)連軸器 彈性聯(lián)軸器的銷(xiāo)軸對(duì)螺栓的切應(yīng)力，型號(hào)為 cb3883 zdd mn 2 k8 ）（mpa 5 . 18 01 . 0 14 . 3 15 . 0 4 . 7245 . 18 2 對(duì)于 45 號(hào)鋼=58.988.3

42、滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 6.66.6 葉輪處鍵的強(qiáng)度計(jì)算葉輪處鍵的強(qiáng)度計(jì)算 葉輪處鍵的尺寸為，軸徑 d=0.050m，扭矩 )(115512lmmhb ，采用單鍵。)(4 .724mnmn )(419942 012. 0005. 0115. 0 4 . 72444 2/ j kpa dhl m hl f n 對(duì) 45 號(hào)鋼=58.988.3 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 26 6.76.7 軸承的強(qiáng)度計(jì)算（壽命計(jì)算）軸承的強(qiáng)度計(jì)算（壽命計(jì)算） p c n60 10 l 6 h 式中 c 為基本額定動(dòng)載荷，1632)( ,)hn(qc 33 值可查泵零件強(qiáng)度校核hn q 為載荷，對(duì)于推力軸承 為動(dòng)力載荷系數(shù)為軸承軸向

43、力，其中 fwf kakakq ，可見(jiàn)泵零件強(qiáng)度校核表 2-3-12，為溫度系數(shù)，見(jiàn)表 2-3-13 w k p 為軸承載荷,即為ar n 為轉(zhuǎn)速 為指數(shù)。 n582004850012 . 1q h 0 . 8174 36.6520 58200 145060 10 l 3 6 h 27 結(jié)結(jié) 論論 隨著畢業(yè)日子的到來(lái)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的奮戰(zhàn)我的畢 業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué) 知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè) 設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通 過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太 多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這 次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都 應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)和同學(xué)的交流和同事